حذف نیترات از آبهای زیرزمینی بصورت درجا با منابع کربنی مایع

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه شهرکرد- گروه مهندسی آب

چکیده

نیترات در طبیعت به­واسطة فعالیت‌های میکروبی می‌تواند به نیتروژن یا دیگر شکل‌ها تغییر یابد و حذف شود. روش‌های مختلفی برای حذف نیترات از آب‌ها وجود دارند که رایج‌ترین آنها، استفاده از بسترهای نیترات­زدایی است. در این پژوهش با طراحی بسترهای نیترات‌زدایی حاوی مخلوطی از خاک و چهار منبع کربنی مایع، شامل گلوکز، استات، اتانول و متانول عملکرد آنها برای حذف نیترات آب زیرزمینی بررسی شد. به همین منظور، از یک ستون پلکسی­گلاس به‌عنوان ستون ماریوت (منبع آب) و یک ستون پلکسی­گلاس دیگر به‌عنوان محیط متخلخل پرشده با خاک با بافت لوم رسی به طول 50 و قطر 10 سانتی‌متر استفاده شد. نمک نیترات پتاسیم برای ساختن غلظت 100 میلی‌گرم بر لیتر نیترات استفاده شد. این پژوهش در دو نسبت C/N 1.5 و 3.5 انجام شد و اندازه‌گیری غلظت نیترات خروجی تا حجم منفذی10 ادامه داشت. نتایج نشان داد با گذشت زمان، میزان غلظت نیترات خروجی کاهش می­یابد؛ به طوری که با گذشت 250 ساعت از شروع آزمایش مقدار غلظت خروجی به مقدار ثابتی رسید. راندمان حذف در گلوکز 97.83، استات 97، اتانول 98.66 و متانول 99 درصد به‌دست آمد؛ بنابراین، متانول بیشترین کارایی را در حذف نیترات داشته و توانسته است نیترات به غلظت 100 میلی‌گرم در لیتر را به ½ میلی‌گرم بر لیتر برساند. متانول با تعداد 131000 باکتری، بیشترین میزان رشد باکتری را در نسبت C/N 3.5 داشت. در واقع، با افزایش غلظت مادة کربنی، میزان رشد باکتری‌ها افزایش و میزان غلظت نیترات کاهش یافت. در نتایج حاصل از آزمون همبستگی، تفاوت میانگین‌های دو جامعه از سطح اطمینان 5 درصد کوچک­تر است که اختلاف معنی‌داری بین غلظت منابع کربنی وجود داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Removal of nitrate from groundwater in situ with liquid carbon sources

نویسندگان [English]

  • faride ansari samany
  • Sayyed-Hassan Tabatabaei
  • fariborz abbasi
  • ebrahim alaiee
Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, CHB, Iran
چکیده [English]

Limited water resources will be available if the quality is desirable today, by entrance of extensive industrial activities and the use of fertilizers in agriculture, the most important source of human life is in dangerous. According to researchers result, groundwater contamination is often due to poisoning wastewater from industries or from wastewater reservoir resources, one of the most important pollutants is nitrate. Nitrate in nature can be exchange to nitrogen or other forms by microbial activity. There are various methods for removing nitrate from water those most commonly using denitrification substrates. It has been proposed to create a wall of denitrification as a buffer against nitrate contaminated streams as a suitable way to prevent the entering of nitrate into groundwater resources and then surface water resources. In this research, tried to study the effect of nitrification using denitrification substrates that containing a mixture of soil and four carbon sources of liquid including glucose, acetate, ethanol and methanol. In this research, a Plexiglas column was used as a pillar of Marriott and water source and a porous media column filled with soil with a loamy clay texture of ۵۰ cm length and ۱۰ cm in diameter. Potassium nitrate salt was used to make a concentration of ۱۰۰ mg / L nitrate solution. This study was carried out in two ratios of ۱.۵ and ۳.۵ C / N, and the concentration of nitrate was measured until when the pore volume reach to ۱۰ and also concentration of nitrate output was stabilized. This research was carried out at the research laboratory of the Water Engineering Department of Shahrekord University. After about ۲۵۰ hours from the start of the biological removal process, it was observed that the concentration of output nitrate was almost constant and there is not much change. This phenomenon may be due to the growth of bacteria because of the favorable growth conditions at the beginning of the experiment and the optimal separation of nitrate in a process and, finally, the lack of one of the factors affecting growth due to the maximum growth of bacteria. It is clear that at the end of the experiments and after the concentration of nitrate output from the column was fixed, green algae were observed in parts of the absorption column due to bacterial growth and massification. The removal efficiency of nitrate by glucose, acetate, ethanol and methanol was ۹۷.۸۳%, ۹۷%, ۹۸.۶۶% and ۹۹% respectively, and so methanol had the most efficiency in nitrate removal. Methanol, with ۹۹% removal efficiency, can easily remove nitrate to a concentration of ۱۰۰ mg / L at groundwater reduce to ۲.۱ mg per liter. Methanol with ۱۳۱,۰۰۰ bacteria had the highest bacterial growth rate in the C / N ratio of ۳.۵. In fact, by increasing the concentration of carbon, the growth rate of the bacteria increased and the concentration of nitrate decreased. In statistical analysis, both carbon-to-nitrogen ratios showed significant differences in carbon-nitrogen ratios other than glucose-acetate, with a significant difference in the mean carbon concentration. Also a paired test between different concentrations of a carbon source showed that there is a significant correlation between concentrations of ۱.۵ and ۳.۵ for each carbon source.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bacteria
  • Efficiency Nitrates
  • Biological
  • Pollution
  • Removal rate